Programming 版 (精华区)

作者:Hub Sutter
译者:黄森堂
感谢ed9er(始祖鸟）的校验。
/*此文是译者出于自娱翻译的GotW(Guru of the Week)系列文章第一篇，原文的版权是
属于Hub Sutter（著名的C++专家，《Exceptional C++》的作者）。此文的翻译没有征
得原作者的同意，只供学习讨论。——译者
*/
#26 Bool.
难度：7/10
我们有需要基本的bool类型吗？，现存的语言为什么不是仅仅的仿真它，本期将给你答
案。
问题：
自从ARM.[1]发布以来，除了wchar_t之外（wchar_t在C里是用typedef实现的），bool是
唯一添加到C++里的基本数据类型；如果不添加这个基本类型，能用已有的数据类型达到
相同的效果吗？如果能，请给出一个实现，如果不能，请指出各种可能的实现方法都有
哪些缺陷？
解决方法：
自从ARM.[1]发布以来，除了wchar_t之外（wchar_t在C里是用typedef实现的），bool是
唯一添加到C++里的基本数据类型；如果不添加这个基本类型，能用已有的数据类型达到
相同的效果吗？如果能，请给出一个实现，如果不能，请指出各种可能的实现方法都有
哪些缺陷？
回答是：不能，bool明确地添加到C++作为基本类型（并保留true与false关键字),因为
它们（bool型和true, false）没法通过现有的语言特性准确实现。
如果不是，将给出同等实现基本类型的几个潜在的原因。
4种主要的实现方法：
第一种：Typedef(评价:8.5/10)
Option 1: Typedef (score: 8.5 / 10)
这种方法用"typedef <something> bool;",典型如：
    typedef int bool;
    const bool true  = 1;
    const bool false = 0;
这种解决方法不错，但是不允许重载bool,例如：
    // file f.h
    void f( int  ); // ok
    void f( bool ); // ok, 重新声明相同的函数
    // file f.cpp
    void f( int  ) { /*...*/ }   // ok
    void f( bool ) { /*...*/ }   // error, 重定义
另一个问题是跟这相同的代码：
    void f( bool b ) {
        assert( b != true && b != false );
    }
于是可以看出第一种实现不够好！
第二种方法：#define(评价：0/10)
这种方法用"#define bool <something>",典型如：
    #define bool  int
    #define true  1
    #define false 0
这种方法是有害的，这不仅仅与上面的第一种方法有相同的问题，而且通常破坏了#def
ines,例如：它缺乏自定义，且当有人在尝试使用这个库时已经有了变量名字'false';现
在就可以从基本类型看到它们的差异。
尝试用预处理程序来模拟这种类型是很坏的主意。
第三种方法：Enum(评价：9/10)
用这种方法去产生"enum bool",典型如：
    enum bool { false, true };
这种方法比第一种方法好几分，在这种方法，它允许重载(第一种方法的主要问题),但在
条件表达式不允许自动类型转换(第一种方法是可以的）:
    bool b;
    b = ( i == j );
这是错误的，因为int不能隐含地转换成enums
第四种方法：Class(评价：9/10)
这是面向对象语言，对吗？，所以为什么不写个类，典型如：
    class bool {
    public:
        bool();
        bool( int );      // 在条件表达式允许转达换
        operator=( int ); //
        //operator int();   // 有问题!
        //operator void*(); // 有问题!
    private:
        unsigned char b_;
    };
    const bool true ( 1 );
    const bool false( 0 );
除了转换操作有问题之外就可以工作了，这些问题的原因：
1.由于自动类型转达换，重载解决了bool的冲突，(尤其是基本类型的转换)
1. 如果使用自动类型转换，bool型的数据会影响到函数重载，就像其他任何一个类里的
隐式构造函数和（或）自动类型转换一样（尤其是基本类型的转换）。
2.不能转换与int或void*相似的类型，bool在条件中不能作测试，例如：
2. 如果不使用自动类型转换，那么bool类型将无法使用在条件判断中
    bool b;
    /*...*/
    if( b ) // 错误，不能转换与int或void*相似的类型
    {       //
        /*...*/
    }
这种方法抓住了22种情形：我们必须选择一个或其它的，两种方法皆让我们
这是一个经典的所谓的Catch-22困境：我们必须也只能选择其中的一个，但没有一种情
况可以满足我们的需要：使这个类表现得和基本类型bool一样。
总结：
A typedef ... bool不允许重载。
A #define bool不允许重载且通常破坏了#define
enum bool允许重载但在条件表达式不能进行自动类型转换(相似于"b = (i == j);")。

bool类允许重载但不能让bool对象在条件中作测试，除非它能提供自动转换到基本类型
，可它通常以破坏了类型自动转换。
对极了，我们真的很需要基本成的bool类型，最后，还有一件事情（和重载有关的），
就是，对于所有的方式（除了在第四种方式下有可能）我们都无法指明那个条件判断表
达式是一个bool类型。（我想作者要表达的意思是，对于各种模拟bool的方式，我们都
无法把bool当作一种真正意义上的数据类型，并使用它来重载函数，考虑这样的调用：
func(i == j); 在被当作参数去寻找匹配的函数之前，你根本无法改变这个条件判断表
达式运算的结果的类型，其实我觉得关于这点他在前面已经讲得很清楚了，不知道为什
么要称作one more thing）
备注：
1. M. Ellis M and B. Stroustrup. The Annotated C++ Reference Manual (Addison
-Wesley, 1990).